ПОЛУЧЕНИЕ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР ВИННЫХ ДРОЖЖЕЙ

Первые опыты с чистыми культурами винных дрожжей

Изучение свойств дрожжей и их классификация стали возможны лишь после того, как были разработаны методы выделения клеток микроорганизмов в изолированном состоянии, в виде чистых культур. Впервые чистая культура бактерий была получена методом разведения в 1877 г. Д. Листером.

В 1881 г. Р. Кох предложил метод культивирования микроорганизмов на плотных средах для выделения их в чистые культуры. Впоследствии метод Коха нашел широкое применение не только для выделения чистых культур микроорганизмов, но и для изучения микрофлоры различных объектов с качественной и количественной стороны.

Чистые культуры винных дрожжей вида Sacch. ellipsoideus с ягод винограда были впервые выделены Э. Ганзеном в 1883 г. Он же разработал способ выделения дрожжей из одной клетки посевом на плотных средах с контролем микроскопированием.

Первым исследованием, имевшим своей целью изучение вопроса о существовании различий между расами дрожжей вида Sacch. ellipsoideus, была работа Л. Маркса (1888 г.). Пользуясь методом Э. Ганзена, он выделил 56 рас дрожжей из дрожжевых осадков, полученных в результате сбраживания виноградного сусла, доставленного из Кло-Вужо, Эперне, Либурне и Бордоле. Выделенные культуры различались по морфологическим и физиологическим признакам, а также по влиянию их на вкус и букет вин.

Позднее выделением чистых культур дрожжей в различных винодельческих районах Франции занялись М. Ромье, В. Мартинан, М. Ритш, Г. Жакмен и др. Новый прием сбраживания виноградного сусла с внесением в него чистых культур дрожжей быстро входил в практику виноделия. В 1891 г. фирма «Шлезинг» в Марселе приобрела исключительное право на продажу дрожжей В. Мартинана и М. Ритша.

Однако роль чистых культур дрожжей переоценивалась. Так, М. Ритш и В. Мартинан указывали, что одно и то же сусло, сбродившее на чистых культурах дрожжей из четырех районов Франции, давало различные по букету вина, напоминающие вино той местности, откуда были получены дрожжи. К таким же выводам пришли Ж. Дюкло, Л. Маркс и М. Ромье. Дальше всех в этом направлении пошел Г. Жакмен, который сообщил даже о том, что ему якобы удалось сбраживанием ячменного сусла на винных дрожжах получить вина, не отличающиеся от виноградных.

Благодаря рекламам фирмы «Шлезинг» виноделы стали приобретать чистые культуры дрожжей, выделенные в лучших винодельческих районах, и надеялись с их помощью получать из посредственных сортов винограда высококачественные вина. Естественно, что надежды виноделов не оправдались.

Международный съезд виноделов, состоявшийся в 1897 г. в Триенте, отметил, что громкие названия дрожжей по местностям еще ничего не говорят, «ибо и в знаменитых своими винами местностях есть плохие дрожжи» [217].

Изучение свойств чистых культур винных дрожжей, способов и результатов их применения в виноделии продолжалось. В 1895 г. Ю. Вортман в брошюре «Применение и действие чистых дрожжей в виноделии» указывал, что виноделам не следует увлекаться приобретением дрожжей, носящих громкие названия известных винодельческих районов или лучших сортов винограда, так как эти названия не определяют свойств дрожжевых культур. Но в то же время не следует думать, будто любые чистые дрожжи должны отличаться хорошими свойствами только потому, что они чистые. Необходимо знать свойства приобретаемых культур (силу брожения, количественное соотношение важнейших продуктов брожения, влияние на букет вина). Ю. Вортман указывал, что своевременное внесение чистых культур дрожжей подавляет посторонние микроорганизмы, обеспечивает быстрое наступление брожения и полное выбраживание, повышает содержание спирта в вине и устойчивость его против заболеваний.

Г. Мюллер-Тургау рекомендовал для подавления апикулятусов и ускорения забраживания сусла на истинных винных дрожжах вносить в свежеотжатое сусло не чистую культуру дрожжей, а сусло, забродившее на своих дрожжах и находящееся в стадии бурного брожения.

В России изучение вопроса о целесообразности добавления: в виноградное сусло чистых культур дрожжей было начато в 90-х годах прошлого века в Магарачской энохимической лаборатории Никитского ботанического сада. В 1891 г. А. Е. Саломон и в 1893 г. К. А. Рудзский добавляли естественно отселекционированные популяции винных дрожжей для сбраживания виноградного сусла и нашли этот прием целесообразным, так как подавлялась деятельность посторонних микроорганизмов и ускорялось забраживание сусла.

В 1894 г. Г. И. Гоголь-Яновский сделал сообщение на Международном съезде плодоводов в Петербурге о положительных результатах применения некоторых рейнских и французских рас дрожжей для сбраживания виноградного сусла на Кавказе.

В 1893 г. известный химик-винодел М. А. Ховренко выделил первые отечественные культуры дрожжей. Из результатов опытного сбраж;ивания крымского сусла на местных культурах дрожжей и на французских расах он делает правильный вывод о необходимости ботанического и физиологического изучения дрожжей для успешного их применения в практике виноделия, так как не все местные дрожжи дают лучшие вина [217].

Журнал «Вестник виноделия» с 1892 г. популяризировал применение чистых культур дрожжей в виноделии. В нем помещались литературные обзоры, результаты научных исследований, наставления по использованию чистых культур дрожжей и результаты их применения в производстве.

В 1907 г. в Никитском ботаническом саду опыты с чистыми культурами дрожжей проводили М. Ф. Щербаков и А. М. Фролов-Багреев. С 1908 г. почти все вина экспериментального вин подвала «Магарач» стали сбраживать на чистых культурах дрожжей, причем местные расы давали лучший результат по сравнению с импортными.

Однако применение чистых культур дрожжей еще не принимало широких размеров в винодельческой практике. Недоброды и заболевания вин были нередким явлением в винодельческих хозяйствах.

Значительную роль в повышении качества вин, а также в более широком применении чистых культур дрожжей в отечественном виноделии сыграло введение М. А. Герасимовым в 1925 г. отстаивания сусла с сульфитацией его определенными дозами сернистого ангидрида [45].

Различия между расами винных дрожжей

Сбраживание стерильного виноградного сока в лабораторных условиях с применением дрожжей разных рас позволяет сравнивать их между собой. Давно известно, что расы винных дрожжей различаются по скорости размножения, скорости сбраживания сусла, сульфитостойкости, термо- и холодостойкости, кислотовыносливости, скорости осветления вина в связи с образованием пылевидных или хлопьевидных (конгломератных) осадков.

Чистые культуры дрожжей различаются и по спиртообразующей способности, определяемой по количеству образованного спирта при сбраживании сусла с повышенным содержанием сахара, и по спиртовыносливости, т. е. способности размножаться в винах с разной спиртуозностью.

Перечисленные свойства используются при выборе культуры дрожжей для сбраживания сусла в различных условиях. Так, в сусло, содержащее повышенное количество свободной сернистой кислоты (более 20 мг/л), рекомендуется вносить сульфитостойкие расы дрожжей; при низкой температуре сусла и окружающего воздуха (ниже 15°С) –холодостойкие культуры; при высокой температуре (выше 30°С) – термостойкие, при высокой кислотности (величина pH сусла ниже 3,0) – кислотовыносливые, при высоком содержании сахаров сусла (выше 22%) и необходимости полного сбраживания – расы дрожжей, обладающие высокой спиртообразующей способностью, для возобновления брожения вина – спиртовыносливые. При необходимости возможно большего контакта дрожжей со средой вносят расы дрожжей, образующие пылевидные осадки, а для бутылочной шампанизации для облегчения ремюажа и дегоржажа – расы дрожжей, образующие хлопьевидные осадки. Некоторые расы дрожжей с перечисленными выше свойствами приведены в табл. 27.

Таблица 27

Установлены различия между винными дрожжами по пенообразующей способности. Показано, что расы дрожжей вида Sacch. uvarum сбраживают сусло без пены [195]. Дрожжи этого вида накапливают повышенные количества глицерина [14] и характеризуются холодостойкостью [22].

Кроме основного продукта брожения – этилового спирта – дрожжи-сахаромицеты накапливают вторичные и побочные продукты брожения в различных соотношениях. Многие из них участвуют в образовании аромата молодых вин. Сюда относятся высшие спирты, эфиры, жирные кислоты, альдегиды, диацетил и ряд других соединений.

Литературные данные, относящиеся к изучению образования высших спиртов при сбраживании виноградного сусла, свидетельствуют, что этот процесс зависит от состава сусла, степени его осветления, условий аэрации, стадии брожения и расы дрожжей. Проведенные нами определения показали, что разные расы винных дрожжей образовывали высших спиртов при сбраживании сусла от 80 до 500 мг/л. Наименьшее их количество было в вине при сбраживании сусла расой дрожжей Магарач 17-35 вида Sacch. oviformis и наибольшее – расой Яблочная 17 вида Sacch. vini. Культуры были рекомендованы для испытаний при приготовлении коньячных виноматериалов в Молдавии. Испытания показали целесообразность применения культур, образующих небольщие количества высших спиртов, для : получения 148 коньячных виноматериалов, так как высшие спирты при перегонке концентрируются. Виноматериал, полученный сбраживанием сусла на расе дрожжей Яблочная 17, был обогащен такими нежелательными компонентами, как изобутиловый, амиловый и изоамиловый спирты [215].

Образование летучих кислот, так же, как и высших спиртов, зависит от условий брожения и расы дрожжей. Количество летучих кислот колебалось в пределах 0,7–1,08 г/л при сбраживании сусла несколькими сотнями штаммов вида Sacch. ellipsoideus [154]. Показано, что расы дрожжей образуют одинаковый набор летучих кислот (уксусную, пропионовую, изомасляную, масляную, изовалериановую, валериановую, капроновую, каприловую), но количества их различны. Содержание уксусной кислоты составляет около 90% от суммы летучих кислот. Расы дрожжей Туркестанская 36/5, Романешты 46, Яблочная 17 образуют на 0,4–0,5 г/л летучих кислот больше, чем Шампань Аи, Судак VI-5 вида Sacch. vini [41].

Состав фракций летучих сложных эфиров вин зависит от вида, расы дрожжей и условий брожения. Однако о роли отдельных эфиров в сложении вкусовых и ароматических свойств вина наши сведения еще недостаточны, кроме этилацетата, который легко обнаруживается органолептически и образуется в значительно больших количествах дрожжами пленчатыми и апикулятусами, чем сахаромицетами [325].

Н. И. Бурьян и сотр. [41] получены сведения о различиях между расами дрожжей по образованию диацетила и ацетоина. Расы Ркацители 6, Ленинградская образуют их меньше, чем Кахури 7, Штейнберг 1892 г., Шампань Аи. Высказывается предположение, что присутствие в винах сниженных количеств высших спиртов, ацетоина, диацетила и незначительных количеств высококипящих летучих кислот будет играть положительную роль в образовании аромата вин.

Установлены различия между расами дрожжей по способности образовывать пировиноградную и а-кетоглутаровую кислоты, которые связывают свободную сернистую кислоту и снижают ее антисептическое действие [325]. Показано, что некоторые штаммы дрожжей могут образовывать при брожении сероводород из H₂SO₃ и элементарной серы и придавать вину сероводородный тон. В Австралии проведена селекция рас дрожжей, не образующих сероводорода даже в присутствии элементарной серы, попадающей в сусло с ягод винограда, обработанных серой. Сообщается о резком снижении сероводородного тона в винах в результате применения отселекционированных рас дрожжей [312].

Появились работы, в которых сообщается о различиях между расами винных дрожжей по потреблению яблочной кислоты в процессе брожения сусла [310]. Некоторые расы дрожжей способны разлагать почти половину яблочной кислоты, а другие – очень немного [312]. Вероятно, можно будет отобрать расы дрожжей с минимальной способностью поглощения яблочной кислоты и использовать их для сбраживания низкокислотных сусел и, наоборот, расы дрожжей с максимальным потреблением яблочной кислоты, которые будут снижать кислотность при брожении высококислотных сусел.

Определение активности ферментов пектинрасщепляющего комплекса у 292 рас дрожжей-сахаромицетов показало, что они различаются по активности пектинэстеразы и полигалактуроназы, т. е. по способности расщеплять пектиновые вещества [86].

Появилось сообщение о том, что замечена разница между расами дрожжей по фиксации пигментов. Возможно, это свойство будет учитываться при отборе рас дрожжей для виноделия по красному [281]. В настоящее время для приготовления красных вин рекомендуются культуры, выделенные из красных вин, имеющие названия Бордо, Каберне 5 и др.

Ассимиляция аминокислот дрожжами из среды происходит сложными биосинтетическими путями, включая переаминирование. Исследование некоторых трансаминаз показало, что расы винных дрожжей обладают разной активностью этих ферментов и она остается достаточно высокой у некоторых культур при выдержке вина на дрожжевом осадке. Ферментные концентраты, приготовленные из разных рас винных дрожжей, различаются по содержанию в них аминокислот и витаминов группы В, в связи с чем возможно индивидуальное воздействие того или иного ферментного концентрата на качество вина. Для получения ферментных концентратов рекомендуется раса Феодосия 1-19 [96, 95].

Показано, что на размножение молочнокислых бактерий, вызывающих яблочно-молочное брожение, влияет штамм дрожжей, на котором проходит спиртовое брожение. Высказано предположение, что штаммы дрожжей могут выделять стимуляторы и ингибиторы размножения молочнокислых бактерий [270].

Установлена связь между спиртовыносливостью рас дрожжей, их выживаемостью и образованием больших количеств альдегидов при выдерживании виноматериалов на дрожжевых осадках в условиях ограниченного доступа воздуха к виноматериалу. Для накопления альдегидов при получении хереса беспленочным методом рекомендуется проводить сбраживание сусла и последующую выдержку вина на спиртовыносливых расах дрожжей вида Sacch. oviformis. К числу таких рас относятся Магарач 17-35, Ленинградская, Киевская.

Недавно получены данные о существовании антагонистических отношений между культурами дрожжей-сахаромицетов. Оказалось, что все они принадлежат к одному из трех фенотипов: убийца или киллер (killer – К), нейтральный (neutral – N), чувствительный (sensitive – S). Киллеры вызывают гибель чувствительных культур при совместном развитии в виноградном сусле. Дрожжи, имеющие фенотип нейтральных, не убивают чувствительные и не погибают от действия киллеров. В связи с тем что виноградное сусло, поступающее на брожение, нестерильно и содержит дрожжи разных фенотипов (К, N, S), целесообразнее для обеспечения брожения сусла на чистых культурах дрожжей вводить в него разводки более конкурентоспособных рас фенотипов К или N [208]. Среди культур, имеющихся в коллекции дрожжей ВНИИВиВ «Магарач», такими свойствами обладают расы 47-K и 5-N вида Sacch. vini, которые к тому же являются сульфитостойкими, что делает их еще более конкурентоспособными и позволяет им быстрее размножаться в сусле после его отстаивания с сульфитацией.

Местные расы дрожжей

Во всех республиках нашей страны, занимающихся виноградарством и виноделием, проводилась работа по выделению штаммов винных дрожжей из спонтанно бродящего виноградного сусла и изучению их свойств с целью отбора для использования в производстве местных рас дрожжей, наиболее приспособленных к условиям виноделия данного района. Такие работы были проведены в Крыму, Грузии, Армении, Узбекистане, Туркмении, Казахстане, на Дальнем Востоке, в Молдавии и в других районах нашей страны. Везде оказалось возможным отобрать местные расы винных дрожжей, с применением которых были получены полностью выброженные, хорошо осветленные виноматериалы с гармоничным вкусом. Однако особая приспособленность местных рас дрожжей к сбраживанию виноградного сусла данного района остается недоказанной.

Изучение свойств местных рас винных дрожжей, выделенных нами в пяти винсовхозах Закарпатской области из дрожжевых осадков виноматериалов, сброженных без внесения чистых культур дрожжей, показало, что в данном районе отселекционировались дрожжи-сахаромицеты, обладающие высокой бродильной и спиртообразующей способностью, кислотовыносливостью и сульфитостойкостью, способные обеспечить полное сбраживание сахаров в сусле, идущем на приготовление столовых вин и шампанских виноматериалов. Однако особых преимуществ применения местных рас дрожжей установить не удалось, так как одновременное сбраживание такого сусла на активной расе дрожжей Феодосия 1-19, выделенной в Крыму, обеспечивало получение виноматериалов такого же качества [203]. Более важным для характеристики рас дрожжей является не место их выделения, а такие свойства, как бродильная способность, сульфитостойкость, спиртообразующая способность, холодо- или термостойкость, спиртовыносливость и т. д. Поэтому, например, на сульфитостойкой расе дрожжей, выделенной в другом винодельческом районе, обеспечить забраживание сильно сульфитированного сусла будет легче, чем на местной расе дрожжей, не обладающей этим свойством.

Ф. Радлер считает вообще научно необоснованным представление о том, что дрожжи, находящиеся на гроздях винограда данной местности, более подходят для брожения, чем «чужие» дрожжи, выделенные в других местах, так как в природе сбраживание сока до вина никогда не происходит [310].

Во всяком случае в настоящее время еще нет научных доказательств преимуществ сбраживания виноградного сусла на местных культурах дрожжей.

Смешанные культуры дрожжей

Изучение свойств чистых культур дрожжей других родов, кроме сахаромицетов, привело некоторых ученых к мысли о целесообразности использования комплексных культур дрожжей. Так, Т. Кастелли предложил для уменьшения образования летучих кислот вносить в сусло вначале разводку дрожжей Torulaspora rosei, накапливающих только 0,15–0,20 г/л летучих кислот, а затем на четвертый или пятый день брожения добавлять чистую культуру сахаромицетов.

До сих пор имеются разные мнения о роли апикулятусов в спиртовом брожении виноградного сусла: большинство ученых считает их участие вредным, но некоторые исследователи находят целесообразным применение их в смеси с сахаромицетами или зигосахаромицетами для повышения содержания эфиров в винах [117, 187]. Для увеличения выхода сусла рекомендуется совместное применение Sacch. vini с дрожжами Sacch. paradoxus, обладающими повышенной пектолитической активностью [119]. Есть предложение готовить разводки смеси разных штаммов винных дрожжей (холодостойких, термостойких, сбраживающих высокосахаристое сусло) и вводить их в сусло до начала брожения в расчете на то, что брожение пойдет на той культуре, для которой будут наиболее благоприятны условия [116]. Однако позже было установлено, что между расами дрожжей-сахаромицетов существуют антагонистические отношения и одни вытесняют других при совместном внесении в стерильное сусло [208]. Поэтому при рекомендации комплексов культур необходимо предварительно изучить, не находятся ли расы в антагонистических отношениях. Применение комплексов, в состав которых входят дрожжи других родов и семейств, встречает еще большие трудности, чём применение чистых культур винных дрожжей, так как дрожжи других родов и семейств менее, чем сахаромицеты, приспособлены к сбраживанию сусла и часто не обнаруживаются уже в период забраживания нестерильного сусла [142].

Роль чистых культур дрожжей в виноделии

Использование чистых культур дрожжей в виноделии оказалось более сложным, чем в пивоварении. Пивное сусло обычно готовится относительно постоянного состава, стерилизуется, и засев его чистыми культурами позволяет получать пиво стандартного качества. Качество же вина в значительно большей степени зависит от сорта винограда и района его произрастания, чем от дрожжей. Кроме того, виноградное сусло не стерилизуется, и поэтому в брожении участвуют дрожжи, попадающие в сусло с ягод винограда и оборудования винодельческих заводов. При внесении в нестерильное сусло разводки определенной расы дрожжей нет уверенности в том, что брожение происходит на ней, а не на дрожжах сусла. До сих пор не были разработаны способы, позволяющие отличить потомство внесенной расы от дрожжей сусла того же вида.

Повсеместное и обязательное применение чистых культур дрожжей при сбраживании виноградного сусла тормозится еще и тем, что вина, изготовленные из зрелого здорового винограда путем самопроизвольного сбраживания на спонтанной микрофлоре, обычно бывают полностью выброженными. Разница между винами, полученными брожением сусла с применением чистых культур дрожжей и спонтанно, обычно невелика и непостоянна.

Международная организация по виноградарству и виноделию предложила в 1973 г. участникам девятой сессии группы «Микробиология вина» представить сведения о фактическом применении чистых культур дрожжей в виноделии своей страны в настоящее время и сообщить о перспективах на будущее. Материалы, полученные в 1974 г., показали, что в таких винодельческих странах, как Франция, Италия, Мексика, Португалия, Греция, Испания, нет регулярного применения чистых культур дрожжей при сбраживании виноградных сусел. Брожение сусла в большинстве случаев проходит на спонтанной микрофлоре, и некоторые из превосходных вин мира получают до сих пор путем спонтанного брожения. Однако в будущем в большинстве стран считают целесообразным применять чистые культуры более регулярно [281].

Ученые винодельческих стран продолжают изучать роль чистых культур дрожжей в виноделии. В настоящее время среди ведущих ученых-виноделов существуют различные мнения о применении чистых культур дрожжей для сбраживания сусла.

Ж. Риберо-Гайон и Э. Пейно полагают, что в районах получения тонких высококачественных вин не возникает вопрос о внесении дрожжей, посторонних для виноградника. Однако селекция в пределах самого виноградника может быть благоприятна. Она будет состоять в изучении свойств дрожжей и выборе тех культур, которые более полезны и заслуживают размножения предпочтительно перед другими.

Селекционированные дрожжи не должны обозначаться названием местности, из которой они происходят. «Это почти обман, так как их подлинное качество обусловлено не их происхождением, как думали раньше, а другими свойствами, с происхождением не связанными. Следовало бы обозначать их названием вида; различать по назначению, например, дрожжи для сухих вин и дрожжи для сладких; уточнить их спиртообразующую способность, образование ими летучих кислот или другие характерные свойства» [154].

При помощи чистых культур могут быть достигнуты повышение содержания спирта на несколько десятых процентов объемных и более, приятный букет в молодом вине. Однако не следует преувеличивать возможности дрожжей, которые сами не могут сообщить высокое качество вину из сусла простого сорта винограда. Обычно букет, образованный дрожжами в процессе брожения, непрочен и исчезает после нескольких месяцев хранения вина. Э. Пейно и С. Дбмерк поставили несколько опытов. В условиях производства сбраживали один и тот же сок расами вида Sacch. ellipsoideus, происходящими из различных стран, выращивающих виноград. Наблюдаемое различие в ходе брожения было небольшим и не сохранилось после двух переливок. В марте все вина оценивались одинаково или отмеченная разница не имела товарного значения [154].

Э. Пейно предлагает применять расы дрожжей вида Sacch. oviformis для получения совершенно сухих красных и белых вин с высоким содержанием спирта (до 13–14% об.). Дрожжи этого вида не придают винам особых характерных свойств, но помогают получать наиболее полное выбраживание сахара. Он находит целесообразным также применение холодостойких рас дрожжей, позволяющих сбраживать весь сахар сусла при температуре около 10°С за 2–3 мес с выходом 10% об. спирта из 16 г сахара. Полученные вина обладают исключительными вкусовыми и ароматическими свойствами, так как происходит минимальная их потеря, что очень важно при выработке тонких вин.

Т. Кастелли [241] на основании подробного изучения дрожжевой флоры по ходу спонтанного брожения виноградных сусел в различных районах Италии, определения систематического положения выделенных культур и изучения их свойств сделал вывод, что нельзя пренебрегать влиянием продуктов обмена дрожжей других родов и видов, принимающих участие в спонтанном брожении виноградного сусла. Он обращает внимание исследователей на необходимость более подробного изучения свойств дрожжей других родов и видов, кроме Sacch. ellipsoideus, особенно таких, как Kloeckera apiculata, разных видов рода Torulopsis, видов Sacch. bayanus и Sacch. uvarum.

Ф. Радлер [310] рекомендует применять чистые культуры винных дрожжей на крупных винзаводах, так как благодаря этому снижается риск неправильного хода брожения в больших объемах сусла. Он считает необходимым применение чистых культур при низкой температуре брожения, при производстве красных вин с экстракцией красящих веществ нагреванием мезги, при сбраживании пораженного болезнями винограда с повышенной дозой сульфитации, сбраживании высокосахаристого сусла, дображивании недобродов, приготовлении игристых вин и хереса, при сортоиспытании и т. д.

Б. Ранкин [311, 312], изучавший в Австралии свойства 98 штаммов винных дрожжей, показал, что они значительно различаются по образованию спирта, летучих кислот, глицерина, уксусного альдегида. Он сообщает о том, что в виноделии Австралии применение чистых культур дрожжей увеличивается, но еще не стало повсеместным. Человек должен, по его мнению, управлять брожением, так как при спонтанном сбраживании возможно получение вин более низкого качества и более инфицированных нежелательными микроорганизмами.

М. Америн [231] на основании собственных наблюдений и анализа результатов исследований ученых других стран допускает возможность получения вин с лучшим ароматом и букетом при спонтанном брожении, а также при использовании определенных смесей культур, чем на монокультурах дрожжей вида Sacch. ellipsoideus. Но из-за непостоянства микрофлоры при спонтанном брожении сусла и трудностей в селекции, сохранении и применении специальных смесей культур дрожжей он рекомендует, по крайней мере, в настоящее время, применять в коммерческом производстве вина только отселекционированные проверенные расы винных дрожжей.

У нас в стране «Общими правилами по переработке винограда на виноматериалы», утвержденными в 1967 г., рекомендуется брожение для всех типов вин проводить на дрожжах чистой культуры [184].

М. А. Герасимов [44] отмечал следующие преимущества, которые дает применение чистых культур дрожжей по сравнению с самопроизвольным брожением: сусло быстрее забраживает – брожение протекает без замедления и остановок; сахар в сусле полностью сбраживается; спирта в винах получается на 0,1–1,0% об. больше; вина быстрее осветляются; дрожжи не могут придать ординарным винам: свойства высококачественных, но наблюдается улучшение вкуса и аромата в винах, сброженных с применением селекционированных дрожжей.

На всех винодельческих заводах нашей страны к началу сезона виноделия готовят разводки чистых культур винных дрожжей и начинают сбраживание сусла обычно с их внесением. На большинстве винодельческих заводов в настоящее время вино готовится в установках непрерывного брожения и дрожжевую разводку вносят в первый резервуар при заполнении установки. При массовой переработке винограда и сбраживании сусла периодическим способом дрожжевую разводку для всех емкостей не всегда применяют и сбраживают сусло после сульфитации и отстаивания либо на спонтанной, но отселекционированной сернистым ангидридом (при отстаивании сусла) микрофлоре, либо с внесением сусла, забродившего в соседних емкостях.

Для успешного применения чистых культур дрожжей в виноделии необходимы разработка и применение быстрых способов осветления сусла и освобождения его от спонтанной микрофлоры.

Методы хранения рас дрожжей в коллекциях

Известно, что при длительном хранении культур дрожжей в музейных условиях, отличающихся от природных и производственных, некоторые их свойства ослабевают или даже утрачиваются, например, такие, как способность образовывать зернистый осадок, спорообразование и некоторые другие. Недавно нами было установлено, что расы винных дрожжей, хранящиеся в музее более 25 лет, имеют фенотип только чувствительный, в то время как среди штаммов, недавно выделенных из производственных условий, преобладают киллеры и нейтральные [208].

Вместо однократного отбора производственных рас дрожжей с последующим бесконечным культивированием их в музейных условиях В. И. Кудрявцев предложил метод непрерывно улучшающего отбора рас дрожжей из производственных условий [92]. Однако непрерывно улучшать расу дрожжей, вводя ее разводку в нестерильное сусло, опасно, так как можно потерять расу и выделить другие штаммы дрожжей того же вида, но попавшие в сусло с винограда или оборудования и обладающие другими свойствами. Таким образом, это уже будет не сохранение и улучшение свойств исходной музейной культуры, а селекция новой культуры.

В музеях часто хранятся уникальные дрожжевые культуры, например индикаторные, для определения витаминов, обладающие такими ценными свойствами, как способность образовывать зернистый осадок, спиртовыносливость, кислотовыносливость, холодостойкость, сульфитостойкость и т. д. Поэтому сохранение свойств микроорганизмов в неизменном состоянии является предметом постоянных забот специалистов, работающих с музейными культурами.

Во Всесоюзном научно-исследовательском институте виноделия и виноградарства «Магарач» имеется большая коллекция, состоящая из нескольких сот рас дрожжей-сахаромицетов, выделенных в различных винодельческих районах Советского Союза и в зарубежных странах. Есть культуры, например Штейнберг 1892 г., выделенные в прошлом веке и с тех пор хранящиеся все время в музее, и есть расы дрожжей, выделенные в последние годы из самопроизвольно бродящего виноградного сусла, шампанского и хересного производства. Все культуры раз в четыре месяца пересевают в пробирки со стерильным виноградным суслом, которое расы дрожжей сбраживают, и затем хранят их в вине в пробирках, закрытых ватными пробками, при температуре 10–15°С. В некоторых музеях дрожжи хранят в стерильной дистиллированной воде, в 10%-ном водном растворе сахарозы, на солодовом сусло-агаре, в лиофильно-высушенном состоянии, под слоем стерильного вазелинового масла [231, 262]. Расы дрожжей для шампанского производства хранят в вине (на тиражной смеси) под давлением СО₂ при пониженной температуре [174]., Нами было проведено сравнение основных свойств культур дрожжей, хранившихся в течение 15 лет в музейных условиях, разными, способами; в виноградном сусле, на солодовом сусло-агаре с пересевами 1 раз в четыре месяца, в лиофильно-высушенном состоянии, в виде спор на 2%-ном водном агаре с добавлением 0,14% уксуснокислого натрия в запаянных ампулах при температуре 10°С без пересева. Определялись энергия брожения и дыхания, скорость и полнота сбраживания сахаров в виноградном сусле (17 и 27,6%), сульфитостойкость, дегидрогеназная активность. Показано сохранение этих свойств культур примерно в одинаковой степени при разных способах хранения [30].

Возможно, время хранения разными способами было недостаточным для заметного изменения свойств культур и следует провести сравнение этих же и других свойств через 30–50 лет, чтобы отобрать метод, позволяющий наиболее долго сохранять важные производственные свойства рас дрожжей в неизменном состоянии.

ДРОЖЖИ ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО ВИНОДЕЛИЯ

Необходимые условия для успешного применения чистых культур дрожжей

При спонтанном брожении сусла неизбежны случайности: получение недобродов, большая инфицированность вин, меньшее содержание в винах спирта, большее – летучих кислот, более медленное осветление, чем при сбраживании сусла с применением чистых культур дрожжей. Чтобы избежать случайностей при брожении, в виноградное сусло вносят разводку чистой культуры дрожжей-сахаромицетов. Чтобы брожение прошло на чистой культуре дрожжей, необходимо соблюдать следующие условия:

• осветление сусла проводить так, чтобы количество дрожжей в нем значительно уменьшалось, а не увеличивалось;
• применять конкурентоспособные расы дрожжей;
• дрожжевую разводку вносить в сусло в стадии бурного брожения и в достаточном количестве;
• быстро перемешивать внесенную дрожжевую разводку со всей массой сусла, поступившего после отстаивания на брожение.

Свежий виноградный сок в первые дни сбора винограда обычно содержит в 1 мл от 1000 до 100 тыс. клеток различных дрожжей. Позже, при массовой переработке винограда, их количество часто возрастает до 1 млн./мл.

Разводка чистой культуры дрожжей, приготовленная на виноградном сусле, в стадии бурного брожения обычно содержит дрожжевых клеток 100–150 млн./мл. При внесении 2% (по объему) разводки в сусле будет содержаться около 2–3 млн./мл клеток чистой культуры дрожжей. Для обеспечения сбраживания сусла на внесенной расе дрожжей необходимо, чтобы количество ее клеток в сусле было примерно в 10 раз больше, чем содержалось дрожжей в сусле до внесения дрожжевой разводки. Значит в сусле должно быть дрожжей не более 200–300 тыс./мл.

Нам удалось уменьшить содержание дрожжей в сусле (в 1 мл) с 1 млн. 360 тыс. до 78 тыс. при отстаивании сусла с охлаждением до 10°С и сульфитацией с применением сернистой кислоты в количестве 100 мг/л. В сусло без отстаивания и после отстаивания было внесено по 2% дрожжевой разводки расы вида Sacch. oviformis. Отбор проб в процессе брожения и по окончании выбраживания сусла с определением в них количества дрожжей видов Sacch. vini и Sacch. oviformis показал, что в сусле с отстаиванием брожение прошло на чистой культуре дрожжей (ее было 98% от общего количества клеток), а в сусле без отстаивания брожение прошло на дрожжах сусла вида Sacch. vini (дрожжи чистой культуры были обнаружены только в количестве 4%).

Таким образом, было показано, что успех применения одной и той же культуры дрожжей зависит от соотношения между внесенным количеством клеток определенной расы дрожжей и дрожжей сусла [203].

Обычно нецелесообразно вносить большое количество дрожжевой разводки (5–10%), особенно при сбраживании сусла без охлаждения, так как брожение будет очень бурным со всеми нежелательными последствиями. Поэтому для успешного применения чистых культур дрожжей в виноделии необходимо получать сусло с меньшим количеством дрожжей. Для этого виноград после сбора необходимо быстро перерабатывать, а полученное сусло сразу осветлять для уменьшения содержания в нем взвешенных частиц и микроорганизмов.

В США для осветления сусла используют мощные фильтрационные установки, оборудованные центрифугами, или проводят отстаивание сусла при температуре 4°С 12–14 ч, а затем осветленное сусло перекачивают на брожение, которое ведут на чистых культурах дрожжей [134].

В большинстве винодельческих стран сусло отстаивают без охлаждения с применением сернистой кислоты, которая при правильно выбранной дозировке прекращает размножение слабо бродящих дрожжей, задерживает размножение сахаромицетов и предохраняет сусло от окисления. Однако сусло из разных районов и сортов винограда в разной степени связывает свободную сернистую кислоту, обладающую антисептическим действием. Поэтому при сульфитации одинаковыми дозами сернистой кислоты иногда сусло может быть пересульфитированным с высоким содержанием свободной SO₂, в результате чего в нем погибают и винные дрожжи, а иногда эти же дозы оказываются недостаточными для задержки размножения дрожжей и оно начинает забраживать во время отстаивания. Особенно часто наблюдается забраживание сусла при отстаивании в случаях плохого перемешивания и неравномерного распределения сернистой кислоты во всем его объеме. Внесение дрожжевой разводки в сусло, в котором уже начали размножаться дрожжи сусла, не позволяет провести его сбраживание на чистой культуре дрожжей.

Для успешного применения чистых культур дрожжей необходимо осветлять сусло на мощных фильтрационных установках, оборудованных центрифугами, либо применять флокулянты, способствующие быстрому и хорошему осветлению сусла и сокращению срока его отстаивания, либо использовать холод во время отстаивания.

Применяемая чистая культура дрожжей должна быть конкурентоспособна, К сбраживанию виноградного сусла более других приспособлены дрожжи вида Sacch. vini. Поэтому следует выбирать расы дрожжей для сбраживания виноградного сусла среди дрожжей этого вида. Опыты по совместному внесению чистых культур дрожжей видов Sacch. vini и Sacch. oviformis для сбраживания виноградного сусла в потоке показали, что Sacch. vini вытесняют Sacch. oviformis вследствие большей приспособленности к жизнедеятельности в виноградном сусле.

Чистые культуры дрожжей, применяемые в виноделии, чтобы быть конкурентоспособными, должны быть сульфитостойкими. Нами была определена сульфитостойкость 454 музейных культур дрожжей-сахаромицетов и 80 штаммов, выделенных в сезон виноделия 1973 г. Из данных табл. 28 видно, что среди штаммов винных дрожжей, недавне выделенных в производственных условиях, процент сульфитостойких выше, чем среди музейных. В производственных условиях происходит селекция дрожжей, более приспособленных к сбраживанию сусла, содер: жащего сернистую кислоту.

Проведенные нами опыты по внесению в нестерильное сусло, содержащее 30 мг/л свободной сернистой кислоты, одинаковых количеств дрожжевых разводок рас, имеющих разную сульфитостойкость, показали, что только сульфитостойкие расы дрожжей быстро размножились в сусле и процесс брожения осуществлялся этими дрожжами. Внесение же рас дрожжей менее сульфитостойких, которые медленнее размножались в сульфитированном сусле, оказалось бесполезным, и брожение проходило на дрожжах сусла. Чтобы отличить внесенную расу дрожжей от винных дрожжей сусла, были использованы расы, имеющие фенотипы киллер (К), нейтральный (N) и чувствительный (S).

Таблица 28

Применение рас дрожжей определенных фенотипов (К, N или S) Позволяет контролировать, в какой степени разные расы дрожжей овладевают средой [206]. Для этого определяют процентное содержание дрожжей фенотипов К, N, S в спонтанно сбраживаемом сусле (контроль) и в отстоенном сусле, забродившем после внесения в него разводки чистой культуры дрожжей определенного фенотипа.

К числу наиболее сульфитостойких музейных чистых культур дрожжей вида Sacch. vini относятся расы 47-K, 5-N, 276 S, Холодостойкая 1898 г., раса 7, Перльшаум, Креман, Кахури 7, Ркацители 6, Ужгород 192, Романешты 47, Пино 5, Тербаш, Кара Узюм, Ашхабадская 3.

Интересно отметить, что среди сульфитостойких дрожжей оказались расы дрожжей Холодостойкая, выделенная в 1898 г., Перльшаум и Креман, хранящиеся в течение многих десятилетий в музее на виноградном сусле без сернистой кислоты. Они без пассажей в сульфитированном сусле быстрее многих других музейных рас дрожжей размножаются в сусле, содержащем 90 и 150 мг/л свободной сернистой кислоты.

Среди сульфитостойких дрожжей вида Sacch. vini расы, имеющие фенотип киллер (К) или нейтральный (N), более конкурентоспособны, чем имеющие фенотип чувствительный (S).

Для сбраживания сусла при высоких температурах более конкурентоспособными будут термовыносливые расы дрожжей, при низких температурах – холодостойкие и т. д.

Рекомендуемые расы дрожжей для разных условий брожения приведены выше (см. табл. 27). В связи с имеющимися данными о большой приспособленности дрожжей вида Sacch. uvarum к размножению и сбраживанию сусла при низких температурах [22] указаны культуры дрожжей и этого вида.

Таким образом, необходимо управлять процессом спиртового брожения, используя различные отселекционированные чистые культуры дрожжей наряду с применением различных технологических приемов.

Приготовление дрожжевой разводки

Чистые культуры дрожжей обычно рассылают на винодельческие заводы в пробирках на солодовом скошенном сусло-агаре.

Иногда их рассылают в лиофилизированном или отпрессованном состоянии [231, 325].

Приготовление дрожжевой разводки сводится к постепенному наращиванию массы активных клеток чистой культуры дрожжей, достаточной для сбраживания поступающих на брожение виноградного сусла или мезги.

С плотной питательной среды дрожжи пересевают в пробирку со стерильным виноградным суслом и после бурного забраживания переносят в колбу с 0,5–1 л стерильного сусла, закрытую ватной пробкой. Затем дрожжи пересевают во все возрастающие объемы пастеризованного и охлажденного сусла: 10 л, 30 дал и т. д. Каждый последующий пересев производят по достижении бурного брожения в предыдущей емкости.

В активной дрожжевой разводке должно содержаться 100–

150 млн. клеток в 1 мл, 30–50% почкующихся клеток и не более 5% мертвых. Дрожжевую разводку вносят в сусло, подлежащее сбраживанию, в количестве 1–3%, а в мезгу – 3–5%.

Небольшие порции сусла для приготовления дрожжевой разводки нагревают в кипятильнике Коха до кипения. После охлаждения отфильтровывают через двойной слой марли или бумажный фильтр и разливают в колбы и баллоны на 2/3 их объема. Закрывают ватными пробками, стерилизуют в кипятильнике Коха, а при его отсутствии – на водяной бане 30 мин с момента закипания воды в бане.

Для приготовления дрожжевой разводки в больших количествах стерильное сусло можно получить заполнением подготовленных для этой цели емкостей горячим суслом при температуре 70–80°С непосредственно из пастеризатора. При отсутствии пастеризатора сусло заливают в емкости на 2/3, нагревают острым паром и кипятят в течение 20 мин.

Ввиду того что винодельческие заводы нуждаются в больших количествах разводки чистых культур дрожжей, разработан проект установки непрерывного действия из двух секций. Первая выполняет функцию аэробного дрожжерастильного аппарата, а во второй создаются анаэробные условия [276].

Для равномерного и быстрого распределения дрожжевой разводки во всем объеме сусла, поступающего на брожение после отстаивания, целесообразно вначале вносить разводку в емкость, предназначенную для брожения, а затем заполнять ее суслом.

Наши опыты с внесением дрожжевой разводки в нижнюю часть емкости до заполнения ее суслом или сверху после заполнения суслом показали, что в первом случае чистая культура составила 95–99% дрожжевой флоры бродящего сусла, а во втором только 21–36% [203].

ДРОЖЖИ ДЛЯ ШАМПАНСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Бутылочный метод производства шампанского

Дрожжи при производстве шампанского находятся в более трудных условиях, чем при сбраживании виноградного сусла. Они должны начинать размножаться при относительно низких температурах (10–12°С) в вине, содержащем 10–12% об. спирта, 80–120 мг/л общей сернистой кислоты и обедненном некоторыми питательными веществами и факторами роста при первичном брожении. Отобранные дрожжи должны образовывать зернистый осадок, легко отстающий от внутренних стенок бутылок и переходящий на пробку при ремюаже без образования масок, полностью сбраживать сахара в вине при высоких концентрациях углекислоты и этилового спирта, при величине pH среды 2,8–3,2.

В Шампани чистые культуры дрожжей при тираже стали применять с 1900 г., используя расы Шампань Аи, Верзней, Креман. Г. Шандрль рекомендовал выделенную им холодостойкую расу Шампань Эперне [223].

А. М. Фролов-Багреев – основоположник технологии Советского шампанского, придавал большое значение подбору рас дрожжей для производства шампанского и подчеркивал, что развитие тонкого букета вина зависит не только от сорта винограда, но и от культуры дрожжей. Он рекомендовал для производства шампанского бутылочным методом расу Штейнберг 1892 г., которая позволяла в то время получать хорошие результаты при брожении и ремюаже.

Практика показала, что расы дрожжей, выделенные несколько, десятков лет назад и хранящиеся в музейных условиях, постепенно теряют свою способность давать зернистые осадки. Поэтому периодически проводился отбор дрожжей в условиях производства. Так, И. М. Рябченко получил расу Кахури 7, которая долгое время применялась для бутылочной шампанизации [171].

В течение ряда лет селекцией дрожжей, дающих зернистые осадки, занималась Н. Ф. Саенко. Была проведена паспортизация рас дрожжей, налажены централизованное снабжение шампанских заводов чистыми культурами дрожжей и периодическая проверка свойств культур, применяемых на заводах. Вместо хранения шампанских дрожжей в виноградном сусле предложено хранить их в условиях, близких к производственным,– на тиражном вине при низкой температуре [174].

Г. И. Мосиашвили обратил внимание на диссоциацию шампанских музейных рас Кахури 5, Штейнберг 1892 г. на гладкие (S) и шероховатые (R) формы. Изучение их свойств доказало целесообразность отбора R-форм для шампанизации вина бутылочным способом, так как они образуют крупнозернистые, быстро отделяющиеся осадки, лучше сбраживают сахар при низких температурах [115].

3. Д. Рабинович показала, что расы Кахури 7 и Шампанская 7 тоже находятся в состоянии диссоциации, состоят из популяций шероховатых и гладких форм. Они образуют шероховатые и гладкие колонии при росте на плотной питательной среде и неоднородный осадок, состоящий из зернистой и пылевидной частей, при размножении в вине. На стенках бутылок возникают как твердые, так и смываемые маски, являющиеся браком шампанского. Было установлено, что гладкие формы дрожжей образуют пылевидные осадки, медленно переводимые на пробку. В процессе ремюажа они, как правило, образуют смываемую маску, что объясняется гидрофильным характером поверхности их клеточной оболочки. Поэтому на заводах бутылочного; метода шампанизации необходим систематический отбор шероховатых форм дрожжей, образующих однородный зернистый осадок, легко переводимый на пробку. Однако иногда шероховатые варианты образуют твердые несмываемые маски в результате прочного прилипания к стеклу, одной из причин которого является гидрофобный характер их клеточной поверхности [146]. Для предотвращения возникновения твердых масок успешно применен метод оклейки тиражной смеси бентонитом [175].

В настоящее время расы дрожжей, применяемые в производстве Советского шампанского, ежегодно проверяются Отраслевой научно-исследовательской лабораторией технологии игристых вин. Применение дрожжей, не проверенных указанной лабораторией, запрещено.

Приготовление дрожжевой разводки и шампанизация тиражной смеси проводятся в соответствии с «Технологическими инструкциями по производству и контролю качества Советского шампанского» [193].

Резервуарный метод шампанизации

Для шампанизации вина резервуарным периодическим способом желательно, чтобы дрожжи обладали способностью давать крупнозернистый осадок, способствующий быстрому осветлению вина и улучшению фильтрации. Для шампанизации вина в непрерывном потоке рекомендуются дрожжи, образующие пылевидные осадки [181].

Нами была показана большая приспособленность дрожжей вида Sacch. oviformis к жизнедеятельности в условиях шампанского производства, чем дрожжей вида Sacch. vini, и установлено вытеснение рас Штейнберг 1892 г. и Ркацители 6 вида Sacch. vini дрожжами вида Sacch. oviformis [204].

В настоящее время для процесса шампанизации вина резервуарным периодическим способом и в непрерывном потоке используют отселекционированные расы дрожжей вида Sacch. oviformis (по систематике Лоддер– Sacch. bayanus), и процесс проходит на дрожжах этого вида [55].

Большой вклад в разработку способов приготовления дрожжевой разводки для шампанизации вина резервуарными методами сделал Н. Г. Саришвили. Им показано, что дрожжи в условиях непрерывного культивирования находятся в состоянии высокой физиологической активности. Была предложена и внедрена промышленная установка для производства чистой культуры дрожжей в непрерывном потоке с автоматизацией процесса [179]. Позднее были оптимизированы следующие условия культивирования: интенсивность массообмена (аэрация и перемешивание среды), температура, содержание сахара и аммиачного азота в среде. Результатом этих исследований явилась разработка способа культивирования дрожжей не в батарейной, а в одноемкостной системе с постоянным содержанием сахара 0,4–0,6%. Высокий массообмен в среде, создаваемый интенсивным перемешиванием и аэрацией, позволяет получать дрожжевую разводку, в которой содержится 300–500 млн. клеток дрожжей в 1 мл. Затем дрожжевую разводку концентрируют и направляют в активатор, где дрожжи в условиях сйерхвысокой их концентрации при температуре 4–10°С и повышенном давлении перестраивают свой обмен с дыхания на брожение, происходит подготовка к условиям шампанизации [20]. Предлагаемый способ культивирования дрожжей позволяет повысить производительность дрожжевых установок, получать дрожжевую разводку в состоянии высокой физиологической активности и в количестве, способствующем интенсификации процесса производства шампанского.

ДРОЖЖИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХЕРЕСА

Пленочный способ производства хереса

Дрожжи, используемые для хересования вин пленочным методом, должны быть спиртовыносливыми и способными к быстрому размножению кг образованию пленки на поверхности вина, содержащего 16,5% об. спирта. Такое высокое содержание спирта необходимо для предохранения вина, длительно находящегося в не полностью заполненных емкостях, от размножения на его поверхности уксуснокислых бактерий и пленчатых дрожжей.

Наибольшей спиртовыносливостыо обладают дрожжи вида Sacch. oviformis, поэтому целесообразно чистые культуры дрожжей для производства хереса отбирать среди штаммов этого вида.

Вино херес первоначально получали в результате спонтанного сбраживания высокосахаристых сусел, появления дрожжевой пленки на поверхности сухих вин, содержащих более 14% об. спирта, и последующей выдержки вина под пленкой в неполных бочках. Испанские виноделы полагали, что на поверхности вина в этом случае размножались обычные пленчатые дрожжи Мусаderma.

Первым, кто доказал, что хересные дрожжи принадлежат к роду Saccharomyces, был А. М. Фролов-Багреев. Им были изучены дрожжи пленки, привезенной в 1908 г. из Испании в Maгарачскую энохимическую лабораторию, и установлено, что онт в отличие от микодермы образуют споры и сбраживают вино; градное сусло с накоплением до 17,57% об. спирта при высокой! исходной сахаристости сусла.

В 1913 г. М. А. Ховренко вторично была привезена из Испании хересная пленка. При ее изучении подтвердились данные, полученные А. М. Фроловым-Багреевым. М. А. Ховренко и Б. И. Бабенко отнесли хересные дрожжи к новому виду–Sacch. cheresanus и обратили внимание на накопление альдегидов в вине под пленкой хересных дрожжей.

В 1930 г. хересная пленка была привезена из ИспаниЦ 134 М. А. Герасимовым и подробно изучена Н. Ф. Саенко. Было показано, что пленка состоит из штаммов-сахаромицетов, обладающих разной пленкообразующей и альдегидообразующей способностью. Н. Ф. Саенко было выделено в чистую культуру несколько рас и отобрана лучшая Херес 20-С, которая нашла широкое применение на заводах Советского Союза [178].

В 1931 г. Н. Н. Простосердов и Р. Л. Африкян обнаружили в Армении на винах в неплотно закрытых кувшинах пленки, образованные дрожжами, аналогичными испанским хересным дрожжам. Авторы дали им новое название Sacch. cheresiensis armeniensis. Так впервые было доказано, что хересные дрожжи имеются в винах других стран.

Испанский исследователь Марсилла в 1936 г. предложил для хересных дрожжей новое видовое название Sacch. beticus. Однако это обозначение вида, часто используемое и в Калифорнии, не было принято повсеместно [231].

В систематике дрожжей В. И. Кудрявцева [90] хересные дрожжи отнесены к виду Sacch. oviformis var. cheresiensis – новому варианту, предложенному автором на том основании, что хересные дрожжи быстрее остальных дрожжей этого вида образуют пленку на поверхности вина, содержащего более 14% об. спирта, и увеличивают в нем содержание альдегидов.

Многие штаммы дрожжей-сахаромицетов разных видов, в том числе и Sacch. vini, способны образовывать пленки на поверхности столового вина, окисляя при этом спирты до альдегидов, а не до СО₂ и воды, как это делают пленчатые дрожжи [178]. Однако при обычной спиртуозности столовых вин на их поверхности могут одновременно размножаться пленчатые дрожжи и уксуснокислые бактерии. Поэтому, чтобы получить херес, а не больное вино, нужно создать элективные условия для размножения только дрожжей-сахаромицетов. Их создают спиртованием столового виноматериала, на поверхности которого могут размножаться только спиртовыносливые расы дрожжей вида Sacch. oviformis.

Большинство рас дрожжей, выделенных Н. Ф. Саенко из испанской хересной пленки, даже лучшая из них Херес 20 градусов С, не росли при концентрации спирта в вине выше 15% об. или росли очень медленно. В результате адаптации к спирту в вине с постепенно повышающейся концентрацией спирта под пленкой в специальном культиваторе Н. Ф. Саенко удалось получить спиртоустойчивый штамм Херес 96-К, дающий быстрый рост на вине с содержанием спирта 16–17% об. Эта раса дрожжей нашла широкое применение на заводах Советского Союза, производящих херес. Спиртовыносливые расы хересных дрожжей были выделены в Узбекистане А. В. Шахсуварян [225], в Армении – Е. С. Унанян [210].

Приготовление разводки чистой культуры хересных дрожжей для пленкования вина, биохимические изменения состава вина при выдержке его под пленкой и технология приготовления хереса в различных странах подробно описаны Н. Ф. Саенко [178, 39].

Беспленочный способ хересования вина

В различных винодельческих районах нашей страны неоднократно отмечалось появление хересного тона в винах при выдержке их с доступом воздуха на дрожжевых осадках без образования пленки.

Ряд ученых занимались исследованием причин появления в вине без пленки хересного тона и давали противоречивые объяснения этому явлению. Так, А. М. Шумаков полагал, что в этом случае дрожжи размножаются на поверхности дрожжевого осадка и все расы дрожжей могут придать винам хересный тон [227]. А. М. Диланян микроскопировала дрожжевые осадки в процессе выдержки вина и не зафиксировала размножения на них дрожжей. Появление же хересного тона в винах, содержащих более 14% об. спирта, она наблюдала при выдержке вин на дрожжевых осадках не всех рас, а только некоторых «хересующих» [53].

Г. Г. Агабальянц и В. М. Лоза считали, что раса дрожжей не имеет значения. Причиной появления хересного тона в винах, выдерживаемых на дрожжевых осадках без пленки с доступом воздуха, является окислительный автолиз дрожжей [99].

Г. В. Курганова считает, что альдегидообразование при беспленочном методе хересования вина происходит как за счет жизнедеятельности дрожжей, так и в результате действия растворенной алкогольдегидрогеназы, перешедшей из дрожжей в вино [93].

В связи с такими разными мнениями по вопросу о роли рас дрожжей в процессе получения вина типа хереса беспленочным методом необходимо было выяснить, зависит ли образование альдегидов и появление хересного тона от расы дрожжей и нужны ли для этого процесса живые дрожжи. Для выяснения этих вопросов нами было проведено сбраживание стерильного виноградного сусла на 68 расах дрожжей вида Sacch. oviformis и 16 расах вида Sacch. vini. Брожение сусла и последующую вьь держку виноматериалов на дрожжевых осадках проводили в течение 5 мес при температуре 18–20°С в колбах, заполненных на 70% их объема и закрытых пробками с отверстиями, в которые были вставлены стеклянные трубки с клапанами Бунзена. Опыты с каждой расой дрожжей проводили в четырех повторностях. В две колбы каждого варианта по окончании брожения спирт не добавляли, и его содержание равнялось 12,4% об., а в двух других содержание спирта доводили до 15,5% об. Через 5 мес во всех опытных образцах было определено содержание альдегидов. При этом было установлено, что образцы виноматериала, выдержанного в одинаковых условиях на осадках дрожжей разных рас, значительно различаются по содержанию альдегидов. Так, при выдержке виноматериала с содержанием спирта 12,4% об. на дрожжевом осадке дрожжи 33 рас образовали более 500 мг/л альдегидов, а 16 рас – менее 100 мг/л, остальные расы – от 100 до 500 мг/л альдегидов. При выдержке на осадке вииоматериала, спиртованного до 15,5% об., только 7 рас (из них две расы были хересные и дали пленки) образовали более 500 мг/л альдегидов, а 38 рас – менее 100 мг/л.

В табл. 29 приведено содержание альдегидов в виноматериалах, полученных брожением и выдержкой на осадке дрожжей нескольких рас видов Sacch. oviformis и Sacch. vini.

Таблица 29

Определение наличия живых дрожжей в осадках, сделанное методом посева, позволило установить, что образование альдегидов проходило при выдержке только на тех осадках, в которых были живые дрожжевые клетки. У дрожжей всех рас определялась спиртовыносливость по скорости забраживания вина, содержащего 2% сахара и 13 или 15% об. спирта.

Сопоставление полученных данных позволяет сделать вывод о том, что значительное количество альдегидов накапливается только в виноматериалах, выдерживаемых на дрожжевых осадках рас, обладающих высокой спиртовыносливостью, а в связи с этим сохраняющих жизнедеятельные клетки. В виноматериалах, выдерживаемых на дрожжевых осадках, в которых не было живых клеток, накопления альдегидов не происходило. Необходимо отметить, что среди дрожжей видов Sacch. oviformis и Sacch. vini можно отобрать расы с разной спиртовыносливостью, с разной выживаемостью и способностью образовывать альдегиды в винах при выдержке на дрожжевых осадках с доступом воздуха. Даже при содержании в виноматериалах 12,4% об. спирта не все расы дрожжей образовывали альдегиды в вине. Некоторые же расы вида Sacch. oviformis накопили много альдегидов даже при содержании спирта 15,5% об. без образования пленки.

Для выяснения предельных концентраций спирта, до которых можно спиртовать виноматериалы при выдержке их на дрожжевых осадках наиболее спиртовыносливых рас дрожжей, нами были отобраны расы Киевская, Бастардо 1965, Гибрид 217 и Магарач 17-35 и в качестве контроля Херес 96-К. По окончании брожения содержание альдегидов в виноматериалах было соответственно (в мг/л): 44,5; 56,7; 46,5; 52,9. и 59,1.

Спиртование виноматериалов проводили на дрожжах до содержания в них спирта (в % об.): 15,75; 16,00; 16,55 и 17,10. Выдерживали их в таких же условиях, как и в предыдущем опыте. Через 3 мес были сделаны высевы дрожжей и определено содержание альдегидов (табл. 30).

Таблица 30

В образцах с расами дрожжей Киевская и Магарач 17-35 было подсчитано общее число клеток дрожжей в 1 мл виноматериала после перемешивания его с осадком и определено количество живых клеток путем посева. Через 3 мес после выдержки в виноматериалах с содержанием спирта 15,75% об. еще сохранились в жизнеспособном состоянии 1,5–1,8% дрожжей, что составляло 2–3 млн. клеток в 1 мл вина. При содержании спирта 16,0–16,5% об. живые дрожжи содержались в количестве 300–600 тыс. в 1 мл вина, а при 17,1% об. спирта живые клетки были обнаружены в количестве 200 тыс. в 1 мл у расы Магарач 17-35, раса же Киевская погибла.

Хересование вина, спиртованного до 16,5% об., беспленочным методом, проведенное в бочках в производственных условиях на расах Киевская, Магарач 17-35 и Токай 22, подтвердило влияние расы дрожжей. При выдержке вина на дрожжевом осадке расы Токай 22 содержание альдегидов не увеличилось (по окончании брожения сусла их было 108,8 мг/л, после выдержки стало 116,0 мг/л).

После выдержки в тех же условиях на дрожжевых осадках рас Киевская и Магарач 17-35 образовалось 343 и 466 мг/л. альдегидов и в вине появился хересный тон.

Таким образом, для получения хереса беспленочным методом целесообразно сбраживать сусло на расах вида Sacch. oviformis, обладающих высокой спиртовыносливостью. Образование значительных количеств альдегидов при этом методе хересования происходит только при выдержке на осадках, содержащих живые клетки дрожжей. Применение рас Магарач 17-35 и Киевская позволяет спиртовать виноматериалы на дрожжевых осадках не до 14,5% об., как рекомендовалось ранее, а до содержания в них спирта 16% об. При выдержке виноматериалов на дрожжевых осадках при более высокой спиртуозности можно проводить процесс чище с микробиологической точки зрения, так как при этом не происходит размножение уксуснокислых бактерий, пленчатых дрожжей и задерживается размножение молочнокислых бактерий.

Глубинный способ производства хереса

Классический способ производства хереса (пленочный) трудоемкий и малопроизводительный. Для ускорения окислительных процессов во многих отраслях технической микробиологии получил широкое применение метод глубинного культивирования микроорганизмов с аэрацией среды, при котором реакции окисления и биосинтеза значительно ускоряются в результате увеличения поверхности соприкосновения клеток культуры со средой путем перемешивания.

Впервые на возможность применения метода погруженных культур в виноделии для ускорения первой стадии хересования – альдегидообразования – указал М. А. Тер-Карапетян [192].

С. Оуг и М. Америн установили, что скорость образования альдегидов находится в прямой зависимости от скорости роста дрожжевой культуры [288]. Корреляцию между количеством функционирующих клеток и накоплением альдегидов заметили А. А. Мартаков и В. А. Колесников [105].

Т. С. Цыб изучала альдегидообразующую способность культур нескольких рас дрожжей видов Sacch. vini – Серсиаль 14, Феодосия 1-19; Sacch. oviformis – Берегово 1, Ленинградская (шампанская раса), Херес 96-К; Sacch. cerevisiae – Ленинградская (пекарская раса) и XII раса при аэрации и перемешивании вина в течение 5 сут [220].

Из данных табл. 31 видно, что наиболее высокой окислительной активностью обладают дрожжи вида Sacch. oviformis при культирировании их в вине с содержанием спирта 12,8 и 15,3% об. У рас дрожжей вида Sacch. vini в 2 раза, а у Sacch. cerevisiae – в 5 раз меньше окислительная активность по сравнению с дрожжами вида Sacch. oviformis.

Таблица 31

Альдегидообразующая способность изученных рас дрожжей вида Sacch. oviformis одинакова в вине при концентрации спирта 12,8 и 15,3% об., а дрожжи вида Sacch. vini в конце опыта образовали в вине с 15,3% об. спирта в 1,5 раза меньше альдегидов, чем в вине с 12,8% об. Это обуслрвлено их меньшей спиртоустойчивостью. Размножение расы дрожжей этого вида задерживается при содержании спирта 15,3% об. без снижения окислительной активности. Изучение скорости размножения дрожжей показало, чтр к концу опыта общее количество клеток у рас дрожжей Серсиаль 14 и Феодосия 1-19 было в 1,5 раза меньше, чем, у рас дрожжей вида Sacch. oviformis.

Таким образом, было установлено, что различные расы и виды дрожжей в условиях аэрации и перемешивания вина обладают разной скорость накопления биомассы и альдегидов. Доказана целесообразность использования дрожжей вида Sacch. oviformiS для производства хереса глубинным способом. Обычно для хересования вина глубинным способом применяют расу Херес 96-К.

При глубинном способе значительно ускоряется процесс альдегидообразования, однако специфические свойства хереса выражены значительно слабее, чем при пленочном методе.

Биохимические процессы, протекающие при различных методах хересования, описаны Н. Ф. Саенко с соавт. [24].

***

Таким образом, на основании проведенных исследований состава дрожжевой флоры виноградного сусла и вин и изучения физиолого-биохимических особенностей дрожжей разных родов и видов можно рекомендовать мероприятия, необходимые для совершенствования технологии виноделия:

• сбраживание виноградного сусла целесообразно проводить на чистых культурах дрожжей. Для обеспечения брожения виноградного сусла на чистой культуре сульфитированное сусло необходимо осветлять с применением мощных фильтрационных установок, оборудованных центрифугами, либо применять флокулянты, способствующие быстрому и хорошему осветлению сусла и сокращению срока его отстаивания, либо охлаждать сусло во время отстаивания. В сусле после отстаивания должно быть дрожжевых клеток не более 200–300 тыс./мл;
• для сбраживания виноградного сусла следует применять конкурентоспособные расы дрожжей вида Sacch. vini. Перечень рас, наиболее приспособленных к определенным условиям брожения, приведен в табл. 27;
• разводку чистой культуры дрожжей необходимо вносить в сусло в стадии бурного брожения в количестве 2–3% от объема сусла и сразу перемешивать со всей партией сусла, снятого с отстоя;
• контроль чистоты брожения виноградного сусла на внесенной в него разводке чистой культуры дрожжей, имеющей фенотип киллер, нейтральный или чувствительный, можно осуществлять путем определения этих фенотипов дрожжей в забродившем сусле;
• в связи с тем что к жизнедеятельности в вине наиболее приспособлены дрожжи вида Sacch. oviformis, шампанизацию вина (в потоке и бутылочным способом), а также хересование (пленочным, беспленочным и глубинным методами) следует проводить на дрожжах этого вида;
• для шампанизации вина бутылочным методом целесообразно отселекционировать расы вида Sacch. oviformis, образующие зернистые осадки.